【正文】 設(shè)計 ； 4. 完成本課程設(shè)計程序流程圖和控制程序設(shè)計； 完成軟件和硬件系統(tǒng)的調(diào)試，功能指標達到設(shè)計要求； 5. 根據(jù)課程設(shè)計內(nèi)容進行設(shè)計、編程、仿真運行，形成符合學(xué)校規(guī)定的課程設(shè)計書面文檔。 AT89C51 單片機是由 Atmel 公司推出的，功耗小，電壓可選用 4~6V 電壓供電； DS1302 時鐘芯片是美國DALLAS 公司推出的具有涓細電流充電功能的低功耗實時時鐘芯片，它可以對年、月、日、星期、時、分、秒進行計時，還具有閏年補償?shù)榷喾N功能，而且 DS1302 的使用壽命長，誤差??； DS18B20 溫度芯片是一種測量精度高的數(shù)字溫度傳感器，具有只需要一個數(shù)據(jù)電纜傳輸數(shù)據(jù)，電路連接簡單的特點；數(shù)字顯示是采用的 LCD 液晶顯示屏來 顯示，可以同時顯示年、月、日、星期、時、分、秒和溫度等信息。第一次是擺和擺輪游絲的發(fā)明，相對穩(wěn)定的機械振蕩頻率源使鐘表的走時差從 分級縮小到秒級。基本的要了解一些主要器件的基本功能和作用。其主要特點為采用 Flash 存儲器技術(shù)，降低了制造成本，其軟件、硬件與 MCS51 完全兼容，可以很快被中國廣大用戶接受。 2. 數(shù)字式溫度計要求測溫范圍 50~100176。設(shè)計起來結(jié)構(gòu)清晰，各個模塊，從硬件上設(shè)計起來相對簡單，控制與顯示的模塊間的連接也會比較方便。凌陽 16 位單片機有豐富的中斷源和時基，方便本實驗的設(shè)計。這些都方便對設(shè)計進行擴展，使設(shè)計更加完善。采用 DS1302 作為主要計時芯片，可以做到計時準確。而熱電偶和熱電阻測一般都是電壓，再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度，需要比較多的外部硬件支持，硬件電路復(fù)雜，軟件調(diào)試復(fù)雜，制作成本高。DS18B20 可以直接讀出被測溫度值，而且采用 3 線制與單片機相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點。這些大大影響了電子萬年歷的性能。 圖 31 電子萬年歷系統(tǒng)構(gòu)成框圖 DS1302 時鐘模塊 DS18B20 溫度探測 AT89C51 主控制器 鍵盤掃描電路 數(shù)碼顯示電路 燕京理工學(xué)院課程設(shè)計 第 5 頁 第 4 章 系統(tǒng)硬件電路 設(shè)計 電子萬年歷電路原理圖見附件一，系統(tǒng)由主控制器 AT89C5時鐘芯片 DS130溫度傳感器 DS18B20 傳感 器、顯示電路及鍵盤掃描電路組成。 256 字節(jié)內(nèi)部 RAM。 4 個 8 位 I/O 口。 時鐘電路 DS1302 . DS1302 的性能特性 實時時鐘，可對秒、分、時、日、周、月以及帶閏年補償?shù)哪赀M行計數(shù)； 用于高速數(shù)據(jù)暫存的 31 8 位 RAM； 最少引腳的串行 I/O； ～ 電壓工作范圍； 時耗電小于 300nA； 用于時鐘或 RAM 數(shù)據(jù)讀 /寫的單字節(jié)或多字節(jié)（脈沖方式）數(shù)據(jù)傳送方式； 簡單的 3線接口； 可選的慢速充電（至 Vcc1）的能力。對于小于 31 天的月和月末的日期自動調(diào)整，還包括閏年校正的功能。 DS1302 由 Vcc1 或 Vcc2 中較大者供電。在開始 8個時鐘周期，把命令字節(jié)裝入移位寄存器之后，另外的時鐘周期在讀操作時輸出數(shù)據(jù)，在寫操作是寫入時寫入數(shù)據(jù)。只有在 SCLK為低電平時，才能將 RST 置為高電平。位 6 如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)；為 1表示存取 RAM 數(shù)據(jù)。 為了提高對 32 個地址的尋址能力（地址 /命令位 1～ 5=邏輯 1），可以把時鐘 /日歷或RAM 寄存器規(guī)定為多字節(jié)（ burst）方式。必須按數(shù)據(jù)傳送的次序?qū)懽钕鹊?8 個寄存器。其日歷、時間寄存器及其控制字見表 ，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為 寫操作。當它為 0時，時鐘將開始啟動。在 24[小 ]時方式下，位 5 為第二個 10[小 ]時位（ 20～ 23h）。 溫度傳感器工作原理 DS18B20 溫度傳感器是美國 DALLAS 半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏 電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要示通過簡單的編程實現(xiàn) 9～ 12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。開始 8位是產(chǎn)品類型的編號，接著是每個器件的唯一的序號，共有 48 位，最后 8 位是前面 56 位的 CRC 檢驗碼，這也是多個 DS18B20 可以采用一線進行通信的原因。頭 2 個字節(jié) 包含測得的溫度信息，第 3 和第 4節(jié)是 TH 和 TL 的拷貝，是易失的，每次上電復(fù)位時被刷新。低 5位一直 1， M是測試模式位，用于設(shè)置 DS18B20在工作模式還是在測試模式。 高速暫存 RAM 的第 8 字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯 1。單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 176。 C 二進制表示 十六進制表示 +125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H +5 0000 0001 1001 0001 0191H +5 0000 0000 1010 0010 00A2H + 0000 0000 0000 1000 0008H 0 0000 0000 0000 0000 0000H 1111 1111 1111 1000 FFF8H 5 1111 1111 0101 1110 FF5EH 25 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H 23 22 21 20 21 22 23 24 S S S S S S6 S5 S4 圖 溫度數(shù)字值格式 LS 字節(jié) MS 字節(jié) 燕京理工學(xué)院課程設(shè)計 第 11 頁 表 74LS164 特性表 操作模式 輸 入 輸 出 復(fù) 位 MR A B Q0 Q1~Q7 移 位 L L Q0~Q6 H L L L Q0~Q6 H L H L Q0~Q6 H H L L Q0~Q6 H H H H Q0~Q6 74LS164 內(nèi)部為 8個 D觸發(fā)器，用以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行移位， 74LS164 特性見表 。 CP（第 8腳）為時鐘輸入端，可連接到串行口的 TXD 端。 Q1～ Q8(第 3～ 6和 10～ 13引腳 )并行輸出端分別接數(shù)碼管的 h～ a（因為串口從低位開始傳送）各段對應(yīng)的引腳上。這樣，當輸入 8個脈沖時，從單片機 RXD 端輸出的第1字節(jié)數(shù)據(jù)就進入了第 1 片 74LS164 中，而當?shù)?2個 8個脈沖到來后，第 1 字節(jié)數(shù)據(jù)就進入了第 2 片 74LS164，而隨后的第 2 字節(jié)的數(shù)據(jù)則進入了第 1 片 74LS164。發(fā)送、接收數(shù)據(jù)時低位在先。在首次對 DS1302 進行操作之前，必須對它進行初始化，然后從 DS1302 中讀出數(shù)據(jù)，再經(jīng)過處理后，送給顯示緩 沖單元。所以增加了閃爍功能，即調(diào)整的位一直在閃爍，直到調(diào)整下一位。時間調(diào)整程序流程圖如圖 所示。 讀出溫度子程序 主要功能是讀 出 RAM 中的 9字節(jié)，在讀出時需進行 CRC 校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。 初始化 調(diào)用顯示子程序 1S到？ 初次上電？ 讀出溫度值 溫度計算處理 顯示數(shù)據(jù)刷新 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換開始命令 N Y Y N 發(fā) DS18B20 復(fù)位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)讀取溫度命令 讀取操作， CRC校驗 9 字節(jié)完？ CRC 校驗正確？ 移入溫度暫存器 結(jié)束 N Y Y N 燕京理工學(xué)院課程設(shè)計 第 16 頁 計算溫度子程序 計算溫度子程序?qū)?RAM 中 讀取值進行 BCD 碼的轉(zhuǎn)換運算，并進行溫度值正負的判定，其程序流程圖如圖 所示。其中硬件調(diào)試主要是檢測硬件電路是否有短路、斷路、虛焊現(xiàn)象。最后調(diào)試日歷、時間、鬧鐘、報警和溫度程序。 燕京理工學(xué)院課程設(shè)計 第 18 頁 結(jié)論 通過這次的課程設(shè)計，使深深感到自身能力的不足，也使我將學(xué)到的知識應(yīng)用到了實踐中，在這段時間里，我學(xué)到了很多知識也有很多感受，我開始了獨立的學(xué)習(xí)和試驗，遇到了很多的困難，我通過查閱 大量相關(guān)的書籍、報紙、期刊、和資料，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常 稚嫩的作品一步步完善起來，每一次改進都是我學(xué)習(xí)的收獲，每一次試驗的成功都會讓我興奮好長一段時間。 由于本人的水平有限，設(shè)計當中，難免會有不少的缺點和不足之處，懇請指導(dǎo)老師批評并改正。 uchar code table1[]=0123456789。 uchar code table5[]=Made by Xiaopeng。 // /*uchar code table8[]=Qing Ming jie!。// uchar code table12[]=Teacher39。 //寄存器選擇位，將 RS 位定義為 引腳 sbit RW=P2^1。 sbit T_RST=P1^5。 sbit key1=P3^0。 sbit ACC0=ACC^0。 uchar t_sec,sec1,sec2。 uchar t_day,day1,day2。 void tixing(unsigned char mm,unsigned dd)。a0。 } /***************************************************** 函數(shù)功能：延時 1ms (3j+2)*i=(3 33+2) 10=1010(微秒 )，可以認為是 1 毫秒 ***************************************************/ void delay1ms() { uchar i,j。j33。in。result=0，不忙 ***************************************************/ bit BusyTest(void) { bit result。 //E=1，才允許讀寫 燕京理工學(xué)院課程設(shè)計 第 22 頁 _nop_()。 //空操作四個機器周期，給硬件反應(yīng)時間 result=BF。 //如果忙就等待 RS=0。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 //當 E 由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執(zhí)行命令 } /***************************************************** 函數(shù)功能：指定字符顯示的實際地址 入口參數(shù)： x ***************************************************/ void WriteAddress(unsigned char x) { WriteInstruction(x|0x80)。 E=0。 _nop_()。 _nop_()。 //當 E 由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執(zhí)行命令 } /***************************************************** 函數(shù)功能：對 LCD 的顯示模式進行初始化設(shè)置 ***************************************************/ void LcdInitiate(void) { delaynms(15)。 delaynms(5)。 //顯示模式設(shè)置：顯示開，無光標，光標不閃爍 delaynms(5)。 //清屏幕指令，將以前的顯示內(nèi)容清除 delaynms(5)。 delaynms(10)。 燕京理工學(xué)院課程設(shè)計 第 24 頁 } /***************************************************** 函數(shù)功能：將 DS18B20 傳感器初始化，讀取應(yīng)答信號 出口參數(shù)： flag ***************************************************/ bit Init_DS18B20(void) { bit flag。time++) //略微延時約 6 微秒 。time++) //略微延時約 600 微秒 。time++) 。time++) //延